专题13 简单机械-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）04期（教师版）

这是一份专题13 简单机械-2020年中考物理真题分项汇编详细解答（全国通用）04期（教师版），共30页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，作图题，实验题等内容，欢迎下载使用。

专题13 简单机械
一、单选题
1.（2020·四川省自贡市）如图，重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设沿斜面移动的距离为s，高为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f。则斜面的机械效率为（　　）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】有用功为
W有=Gh
总功为
W总=Fs
斜面的机械效率为
η=
故选B。
2.（2020·山东省潍坊市)首先发现杠杆原理是（　　）
A. 阿基米德 B. 牛顿 C. 帕斯卡 D. 焦耳
【答案】A
【解析】
【详解】首先发现杠杆原理的是2100多年前希腊学者阿基米德，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3.（2020·山东省临沂市)聚餐时使用公筷公勺逐渐成为人们的共识，使用筷子夹菜时，筷子是一种杠杆、下列生活用具正常使用时也是杠杆，其中与筷子同类的是（　　）
A. 镊子
B. 剪子
C 起子
D. 钳子
【答案】A
【解析】
【详解】在使用筷子时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；
B．剪子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
C．起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
D．钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。
故选A。
4.（2020·内蒙古赤峰市)如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　）
A. 钢丝钳 B. 瓶起子 C. 核桃夹 D. 镊子
【答案】D
【解析】
【详解】A．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
B．瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
D．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意。
故选D。
5.（2020·湖北省宜昌市)如图为工地搬运砖头的独轮车，人抬起车把时，车体可以看成个杠杆，关于这个杠杆下列说法正确的是


A. 手握的位置靠近把手末端时更费力
B. 砖头的位置远离车轮时抬起更省力
C. 轮子的中心是杠杆的支点
D. 图中拉力F大于重力G
【答案】C
【解析】
【详解】A．手握的位置靠近把手末端时，动力臂更长，则更省力，故A错误；
B．砖头的位置远离车轮时，重力的阻力臂变大，故抬起更费力，故B错误；
C．工地搬运砖头的独轮车工作时，车轮中心是支点，故C正确；
D．根据杠杆平衡条件，拉力力臂大于阻力力臂，故图中拉力F小于重力G，故D错误。
故选C。
6.（2020·湖北省宜昌市)生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是
A. 任何机械设备的效率总小于1 B. 减小机械内部摩擦可以提高其效率
C. 提高机械设备的效率可以节能减排 D. 用机械设备做功越快，其效率越高
【答案】D
【解析】
【详解】A．任何机械设备都会有摩擦产生的无用功，故其机械效率不会达到100%，故A正确，A不符合题意；
B．减小机械内部摩擦可以减小无用功比例，从而提高其效率，故B正确，B不符合题意；
C．提高机械设备的效率可以提高有用功的比例，从而节能减排，故C正确，C不符合题意；
D．用机械设备做功越快，其功率越高，与机械效率无关，故D错误，D符合题意。
故选D。
7.（2020·湖北省随州市)体重为60kg的工人利用如图滑轮组将一质量为80kg的重物A匀速提升1m，此时该滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦，g取10N/kg），小明对此工作过程及装置作出了以下论断：

①动滑轮重为200N
②此过程中，工人对绳的拉力做功1000J
③重物匀速上升过程中，它的机械能增大
④若增大重物A的质量，该工人用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率不可能达到90%
关于小明的以上论断（　　）
A. 只有①③正确 B. 只有②③正确 C. 只有①②③正确 D. ①②③④都正确
【答案】C
【解析】
【详解】由题意物体所受的重力

物体上升的高度，此时滑轮组做的有用功为

根据机械效率公式有，总功为

而有

又因为可得

①②均正确。
机械能是动能和势能的总和，当重物匀速上升过程中，动能不变，势能增加，它的机械能增大，③正确。
若要滑轮组的机械效率达到，由效率公式有

化解可得当时，滑轮组的效率能到达，则若增大重物A的质量，用此滑轮组匀速拉起重物时，机械效率能达到90%，④错误。
故选C。
8.（2020·黑龙江省牡丹江、鸡西地区)如图所示的四种用具中，属于费力杠杆的是（　　）
A. 托盘天平
B. 镊子
C. 钢丝钳
D 羊角锤
【答案】B
【解析】
【详解】A．托盘天平工作时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故A不符合题意；
B．镊子工作时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意；
C．钢丝钳工作时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D．羊角锤工作时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选B。
9.（2020·广东省广州市)如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（　　）

A. 甲的机械效率比丙的大
B. 乙、丁的机械效率相同
C. 使用丙提升物体M时省力
D. 实验测得的数据无法算出机械效率
【答案】A
【解析】
【详解】A．设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为

丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为

所以甲的机械效率比丙的大，故A符合题意；
B．设物体上升的距离为h，乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为

丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为

所以乙、丁的机械效率不相同，故B不符合题意；
C．由图可知， ，所以使用丙提升物体M时不省力，故C不符合题意；
D．实验测得的数据可以算出机械效率，故D不符合题意。
故选A。
10.（2020·甘肃省金昌市)如图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是（　　）
A. 羊角锤
B. 筷子
C. 起瓶器
D. 钢丝钳
【答案】B
【解析】
【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
B．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；
C．起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；
D．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意。
故选B。
二、多选题
11.（2020·四川省泸州市)如图所示，已知固定斜面长5m、倾角为30°，木箱重150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，关于木箱所受的力对木箱做的功，下列判断正确的是（ ）

A. 木箱克服重力做功的大小为500J
B. 木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125J
C. 推力做功的大小为500J
D. 斜面支持力做功的大小为375J
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC．推力对木箱做的功为总功

由题意知，斜面的高度为斜面长度的一半，木箱克服其重力做的功为有用功

此过程中，木箱克服斜面摩擦力做的功为额外功

故A错误、BC正确；
D．斜面对物体支持力的方向和物体运动的方向互相垂直，这说明物体没有在支持力的方向上通过一段距离，所以斜面支持力对物体没有做功，故D错误。
故选BC。
12.（2020·山东省青岛市)某建筑工地上，一台起重机10s内将重1.5×104N的物体匀速提升3m起重机吊臂上的滑轮组如图所示，滑轮组的机械效率为75%。下列分析正确的是（　　）

A. 拉力F的大小为7.5×103N B. 有用功的大小为4.5×104J
C. 额外功的大小为1.5×104J D. 拉力F的功率为6.0×103W
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由图可知，绳子股数n=2，根据

可得

解得拉力
F=10×104N
故A错误；
B．有用功为

故B正确；
C．总功为

额外功为

故C正确；
D．拉力的功率为

故D正确。
故选BCD。
三、填空题
13.（2020·四川省泸州市)如图所示，站在水平面上的建筑工人竖直拉着绳，通过滑轮组将540N的重物在5s内匀速提升1m。已知工人重600N，与地面的接触总面积为0.04m2，动滑轮重100N，不计绳重和滑轮的摩擦。重物被匀速提升过程中，绳自由端的速度为______m/s， 人对地面的压强为______Pa。若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组的机械效率将______（ 选填“变大”“变小”或“不变”）。

【答案】 (1). 0.4 (2). 7×103 (3). 变大
【解析】
【详解】[1]由图知，承担物重的绳子段数为

绳自由端移动的距离为

绳自由端的速度为

[2]因不计绳重和滑轮的摩擦，则人对绳的拉力为

以人为研究对象，受重力、绳的拉力、地对人的支持力作用，则人对地的压力为

人对地面的压强为

[3]由知
若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组的机械效率将变大。
14.（2020·山东省临沂市)2020年5月3日，央视新闻《以青春的名义》栏目播出《孔德庆：从月球到火屋的守望》孔德庆是一位从临沂走出来的太空守望者，为了接收来自火星探测器的微弱信号他和同事们进行了70m天线建设。如图所示，天线反射体质量为4.5×105kg，它的重力为______N；吊装反射体时用到滑轮组，其中能改变拉力方向的是______滑轮；若吊装机械在10min内将反射体匀速提升了6m，则吊装机械对反射体做功______J，做功的功率为______W（g取10N/kg）。

【答案】 (1). 4.5×106 (2). 定 (3). 2.7×107 (4). 4.5×104
【解析】
【详解】[1]天线反射体质量为4.5×105kg，它的重力为
G=mg=4.5×105kg×10N/kg=4.5×106N
[2]根据定滑轮的特点可知，使用定滑轮可以改变力的方向，所以需要使用定滑轮。
[3]吊装机械在10min内将反射体匀速提升了6m，则吊装机械对反射体做功为
W=Gh=4.5×106N×6m=2.7×107J
[4]做功的功率为
P==4.5×104W
15.（2020·辽宁省营口市)如图所示是小娜测量滑轮组的机械效率的实验装置，每个钩码重。实验时小娜沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，用时，弹簧测力计示数如图所示，不计绳重及摩擦，则装置中动滑轮重是______N，拉力做功的功率是______W，滑轮组的机械效率是______。（计算结果精确到0.1%）

【答案】 (1). 0.6 (2). 0.108 (3). 83.3%
【解析】
【详解】[1]由图可知，绳子股数

绳子自由端拉力，由弹簧测力计示数可得

不计绳重及摩擦，每个钩码重，对动滑轮受力分析，可得

则动滑轮重

[2]绳子自由端拉力做的总功

拉力做功的功率

[3]滑轮组对钩码做的有用功

则滑轮组的机械效率

16.（2020·江苏省南京市)如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，脚踏杆的B处可使石球升高，抬起脚，石球会落下去击打稻谷。石球重50N，不计摩擦和杆重。

(1)脚沿与杆垂直方向至少用力F1才能将石球抬起。F1的力臂为______m，此时舂米工具是一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆；
(2)脚竖直向下至少用力F2为______N，才能将石球抬起，F2和F1的大小关系为F2______F1。
【答案】 (1). 1 (2). 省力 (3). 20 (4). >
【解析】
【详解】(1)[1][2]脚沿与杆垂直方向用力F1将石球抬起，F1的力臂
l1=1.4m-0.4m=1m
动力臂大于阻力臂，所以舂米工具是省力杠杆。

(2)[3]脚竖直向下用力F2将石球抬起，如图所示：

由杠杆的平衡条件得到


F2=G=×50N=20N
[4]由于阻力和阻力臂不变，F1的力臂大于F2的力臂，由杠杆的平衡条件可知
F2＞F1
17.（2020·江苏省南京市)如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%。

【答案】 (1). 630 (2). 75 (3). 84% (4). 10
【解析】
【详解】[1]此过程中有用功
W有=Gh=210N×3m=630J
[2]拉力做的功
W总=Fs=F×2h=125N×2×3m=750J
拉力的功率
P==75W
[3]滑轮的机械效率
=84%
[4]克服动滑轮重所做的额外功
W额=G动h=25N×3m=75J
克服动滑轮重所做的额外功占总功的
=10%
18.（2020·吉林省长春市)如图所示，用甲、乙两个动滑轮将物体A、B匀速竖直提升相同高度，已知，两个动滑轮的机械效率相等，忽略绳重和摩擦，拉力做功______。若在A、B下方均增加重为G的钩码，匀速竖直提升相同高度，则机械效率______（选填“>”、“=”或“<”）

【答案】 (1). 2:1 (2). <
【解析】
【详解】[1]据得，拉力所做的功

[2]提升A、B物体时，据题意有

即
G动=2GB
在A、B下方均增加重为G的钩码后，机械效率变成
，
所以
<
19.（2020·湖北省随州市)(1)如图甲是街头魔术“人体悬空”，神奇的表演让观众啧啧称奇，备感神秘，但图乙的场景又让人大跌眼镜。原来：魔术爱好者双腿间夹着一根钢管，钢管延伸出来的短板正好可以让助手躺在上面。不过这样也是非常耗费体力的，难怪助手坚持了没一会就因体力不支而摔倒。请根据甲、乙图，写一句评论，在该魔术中物理规律是否“失效”，并作简单说明：______；

(2)图丙、丁是某地街头的“人体悬浮”术表演，请根据丙、丁图，提出“人体悬浮”平衡的原因猜想（从受力的角度看人是如何平衡的）：______。

【答案】 (1). 见解析 (2). 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]不失效，由杠杆平衡原理可知，只要满足杠杆平衡条件，助手就不会摔倒。
(2)[2]“人体悬浮”平衡原因可能是：以手与拐杖接触的部分作为支点，只要满足，人就可以悬浮在空中。
20.（2020·甘肃省金昌市)如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。

【答案】 (1). 0.72 (2). 83.3%
【解析】
【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕3段绳，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数是2.4N，拉力做的总功
W总=Fs=F×3h=2.4N×3×0.4m=2.88J
拉力的功率
P==0.72W
[2]有用功
W有=Gh=6N×0.4m=2.4J
滑轮组的机械效率

21．（3分）（2020·江苏省扬州市)如图，“测动滑轮机械效率”时必须沿　 　方向匀速向上拉动弹簧测力计。钩码重为1N，弹簧测力计的示数为　 　N，动滑轮的机械效率是　 　。

【答案】竖直；0.6；83.3%
【解析】解：
（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；
（2）由图知，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为0.6N；
（3）动滑轮的机械效率：
η＝＝＝＝＝×100%≈83.3%。
故答案为：竖直；0.6；83.3%。
四、作图题
22.（2020·辽宁省营口市)如图甲所示是一种红酒开瓶器，图乙是其简化的示意图，O是支点，是瓶塞作用在B点的阻力。请在图乙中画出阻力臂，并画出作用在A点的最小动力及动力臂。

【答案】
【解析】
【详解】过O点作阻力F2作用线的垂线，O点到垂足间的线段即为阻力臂l2；要使A点的动力最小，根据杠杆的平衡条件分析可知，就要使A点的动力臂l1最大，连接O、A两点，线段OA为动力臂l1，即可满足要求，然后以A点为作用点，垂直于OA斜向上作动力F1的示意图即可，如下图所示：

23.（2020·辽宁省朝阳市)图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：
(1)阻力的力臂L2；
(2)刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。

【答案】
【解析】
【详解】(1)反向延长F2的作用线，从支点O作动力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L2。
(2)由杠杆平衡条件F1 L1=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OC作为动力臂最长；动力的方向应该垂直力臂OC向上，过点C垂直于OC向上作出最小动力F1的示意图，如图所示

24.（2020·广东省广州市)如图所示，以硬尺上某位置为支点O，在尺上挂一重3N的物体M，尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止，尺的质量不计。
(2)画出F的力臂______。

【答案】
(2).
【解析】
【详解】(2)[2]由于O在1dm刻度线处，所以F的力臂如图所示：

25．（2分）（2020·江苏省扬州市)如图，在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力F及对应的力臂l。

【答案】
【解答】解：
由图示可知，当杠杆与地面的接触点（A点）为支点时，作用在A点动力的力臂最大，所以此时动力最小，连接AD为动力臂l，过D点作垂直于动力臂向上的力，即为最小动力F的示意图。如图所示：

26.（2020·山东省青岛市)小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中，进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。请完成下列问题：

(1)画出拉力F的力臂L（ ）。
(2)要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是______（选填所有符合要求的选项序号）。
①缩短拉杆的长度
②使拉力方向顺时针改变30°
③使拉力方向逆时针改变60°
④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至
【答案】 (1). (2). ③④
【解析】
【详解】(1)[1]过支点O做拉力F作用线的反向延长线的垂直距离为力臂L，如图所示

(2)[2]①拉杆箱的重力、重力的力臂不变；缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知拉力变大，故该方法不可行；
②拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向顺时针改变30°，此时拉力的力臂为0，不省力，即不能使作用在A点的拉力减小，故该方法不可行；
③拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向逆时针改变60°，此时拉力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故该方法可行；
④拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至，重力的力臂变短；拉力方向不变，拉力的力臂不变；根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，故该方法可行。
所以③④能使作用在A点的拉力减小。
五、实验题
27.（2020·四川省自贡市）小明利用刻度均匀的轻质杠杆进行探究杠杆的平衡条件实验，已知每个钩码重0.5N。

(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是______；
(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂______个钧码；
(3)如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为______N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计的读数将______（选填“变大”或“变小”或“不变”），若此时斜向右上方的测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，测力计的读数为______N。
【答案】 (1). 右 (2). 便于测量力臂 (3). 2 (4). 1 (5). 变大 (6). 2
【解析】
【详解】(1)[1][2]杠杆静止时，杠杆左端下沉，说明右端偏高，平衡螺母需向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。杠杆只有在水平位置平衡时，力臂才正好在杠杆上，这样测量起来会比较方便。
(2)[3]设杠杆每个格的长度为l，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件
FAlA=FBlB
4G×2l=FB×4l
FB=2G
即需在B点处挂2个钩码。
(3)[4]取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上的拉力，根据杠杆的平衡条件得到
4G×2l=FC×4l
FC=2G=2×05N=1N
[5]如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡。
[6]从支点O到动力作用线做垂线，支点与垂足之间的距离即为力臂，如图所示：

由杠杆的平衡条件得到


F=2N
28.（2020·山东省青岛市)研究定滑轮的特点：

(1)在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是______和______。
(2)如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，则三个力的大小关系是______。
(3)旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮______的特点。
【答案】 (1). 弹簧测力计对绳子末端的拉力 (2). 物体的重力 (3). F1=F2=F3 (4). 可以改变力的方向
【解析】
【详解】(1)[1][2]在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
(2)[3]图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即
F1=F2=F3
(3)[4]虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
29.（2020·辽宁省朝阳市)在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示，第三次实验时的拉力如图所示。

实验次数
钩码所受的重力G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳自由端移动的距离s/cm
机械效率η
1
2
10
0.8
30
83.3%
2
4
10
1.5
30
②
3
6
10
①
30
*


(1)实验中应_______拉动弹簧测力计使钩码上升；
(2)表格中编号①的数据应为______；编号②的数据应为________；
(3)比较实验数据可得出的实验结论是：使用同样的滑轮组，_____________；
(4)如果在第一次实验时，忽略绳重和摩擦，可以计算出动滑轮的重力为_______N。
【答案】 (1). 竖直向上匀速 (2). 2.2 (3). 88.9% (4). 提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高 (5). 0.4
【解析】
【详解】(1)[1]实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计使钩码上升。
(2)[2]由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，拉力为2.2N。
[3]由可得第二次实验的机械效率

(3)[4]实验选用的是同滑轮组，动滑轮的重力不变，由表中实验数据分析可知，同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
(4)[5]因忽略绳重和摩擦，故所做额外功是克服动滑轮重力阻力所做的功，则有

则动滑轮的重力为

30.（2020·湖北省随州市)小红在探究杠杆的平衡条件时，找来一个量程为5N的弹簧测力计和若干个重均为0.5N的钩码，实验前测得杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm。请回答下列问题：
(1)实验前，小红先将杠杆调至水平位置平衡，这样操作的目的是______；
(2)小红在实验中测得一组数据如下表，于是他立即得出了杠杆的平衡条件：“F1×L1=F2×L2”，你认为是否合理，并说明理由：______；
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
2
6
3
4

(3)某次实验如图所示，杠杆平衡，则以下生活中相关杠杆应用与此图中杠杆类型相同的是______（选填“托盘天平”、“核桃夹”或“筷子”）；

(4)在上图中，保持弹簧测力计的位置及拉力的方向和钩码的个数不变，钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，则钩码到支点的距离不应超过______cm。
【答案】 (1). 便于直接测量力臂 (2). 不合理，只有一组实验数据，得到的结论具有偶然性 (3). 核桃夹 (4). 10cm
【解析】
【详解】(1)[1]在探究杠杆的平衡条件时，为了便于直接测量力臂，我们将杠杆调至水平位置平衡。
(2)[2]在探究杠杆的平衡条件时，我们需要进行多次实验得到多组实验数据是结论具有普遍性，实验中由一组实验数据得到的结论具有偶然性。
(3)[3]如图所示，弹簧测力计对杠杆施加拉力的力臂大于钩码对杠杆施加拉力的力臂，是一个省力杠杆；而托盘天平是一个等臂杠杆，核桃夹是一个省力杠杆，筷子夹菜时相当于一个费力杠杆；所以与此图中杠杆类型相同的是核桃夹。
(4)[4]杠杆上相邻刻度线间的距离都等于2cm，每个钩码重均为0.5N，则图中钩码的总重力为

弹簧测力计施加拉力的力臂

钩码向左移动，若要保持杠杆平衡，弹簧测力计量程为5N，由杠杆平衡条件可知，钩码对杠杆施加拉力的最大力臂

即钩码到支点的距离不应超过10cm。
四、计算题
31.（2020·山东省潍坊市)如图所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以lm/s的速度匀速上升8m，已知矿石重2700N，动滑轮重300N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：

(1)汽车拉力的大小；
(2)汽车拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1) 1000N；(2) 3000W；(3)90%
【解析】
【详解】(1)由图可知，n=3，则汽车拉力的大小为

(2)汽车运动的速度为

汽车拉力的功率为

(3)滑轮组的机械效率为

答：(1)汽车拉力的大小为1000N；
(2)汽车拉力的功率为3000W；
(3)滑轮组的机械效率为90%。
32.（2020·山东省潍坊市)疫情期间，大壮同学自制了如图所示的健身器材，坚持锻炼身体。用细绳系在轻杆的O点将轻杆悬挂起来，在杆的A端悬挂质量m1=10kg的重物，在B端竖直向下缓慢拉动轻杆至水平位置。已知AO长1.5m，OB长0.5m，大壮质量m2=56kg，g取10N/kg，求此时：

(1)大壮对杆的拉力大小；
(2)地面对大壮的支持力大小。
【答案】(1) 300N；(2) 260N
【解析】
【详解】(1) 缓慢拉动轻杆至水平位置，根据杠杆平衡条件可得：FAOA=FBOB，FA的大小等于GA，即
FA=GA= m1g=10kg10N/kg=100N
则
FB===300N
即大壮对杆的拉力为300N。
(2) 大壮受三个力，重力G、杆对大壮的拉力F、地面对大壮的支持力F支，三个力平衡，杆对大壮的拉力与大壮对杆的拉力为相互作用力，大小相等，则地面对大壮的支持力
F支=G-F=m2g-F=56kg10N/kg-300N=260N
地面对大壮的支持力为260N。
答：(1)大壮对杆的拉力大小为300N；
(2)地面对大壮的支持力大小为260N。
33.（2020·青海省)使用如图所示的机械装置，某人从井里提升8kg的重物，在10s内沿水平地面向右匀速行走了8m，该人拉绳子的力是400N（绳重与摩擦忽略不计）。求：
(1)物体上升的速度是多少？
(2)拉力的功率是多少？
(3)该装置的机械效率是多少？
(4)动滑轮的重力是多少？

【答案】(1)0.4m/s；(2)320W；(3)10%；(4)320N
【解析】
【详解】(1)人移动的距离，所用的时间，人移动的速度

物体移动的速度

(2)拉力做的功

拉力的功率

(3)物体上升的高度

该装置的机械效率

(4)动滑轮的重力

答：(1)物体移动的速度是0.4m/s；
(2)拉力的功率是320W；
(3)该装置的机械效率是10%；
(4)动滑轮的重力是320N。
34.（2020·内蒙古赤峰市)用如图所示的滑轮组将货物匀速向上提升3m，人的拉力F为200N ，这个过程中滑轮组提升货物的机械效率为80% ，求：

(1)绳子自由端移动的距离s；
(2)人的拉力F做的功；
(3)货物的重力。
【答案】(1)9m；(2)1800J；(3)480N
【解析】
【详解】(1)由图可知有3股绳，绳子自由端移动的距离为
s=nh=3×3m=9m
(2)人的拉力做的功为
W=Fs=200N×9m=1800J
(3)由滑轮组提升货物的机械效率为80%，可得

推导出货物的重力为

答：(1)绳子自由端移动的距离为9m；
(2)人的拉力做的功为1800J；
(3)货物的重力为480N。